目前,我国具有世界上最先进的不锈钢管生产工艺和最新的轧管机组,钢管的最大生产速度高达960支/h。为匹配不锈钢管的在线高速生产速度,钢管在线漏磁检测速度要求也越来越高,为3m/s以上。此外,高速铁轨、煤矿钢丝绳及石油管道等检测速度要求也很高,如高速列车运行速度高达100m/s。


  漏磁检测速度较低时,铁磁性介质的磁化过程与静态磁化区别不大。然而,随着检测速度不断提高,漏磁检测过程中将会产生电磁感应和动态磁化机理问题。


  一方面,由于铁磁性介质与磁化场之间存在相对运动,铁磁性介质切割磁力线会在其内产生感应涡流,也即,存在涡流效应。钢管中产生的涡流会形成感生磁场,其与原始磁化场共同作用于不锈钢管,进而改变不锈钢管的磁化状态,最终影响缺陷漏磁场的强度与分布。


  另一方面,工件高速通过磁化场时,动态磁化机理作用突显。在动态磁化过程中,当铁磁性材料处于变化很快的磁场作用下时,其磁感应强度不能立即随磁化场的变化而变化,而是出现某些滞后,这种磁感应强度在时间上的滞后就是磁后效。因此,当工件高速通过磁化场时,会导致工件在尚未达到饱和状态的情况下就已经离开磁化场,从而导致检测灵敏度和可靠性降低。


  建立涡流效应与磁后效作用机理是突破漏磁检测速度瓶颈的基础,对丰富和完善漏磁检测理论具有重要意义。之后,依据感生磁场和动态磁化过程对漏磁场的影响提出相应的补偿方法,以适应不锈钢管漏磁检测的高速度要求,并对其他工件的高速漏磁检测提供参考。


  不锈钢管作为油气开采与运输过程的重要部件被大量使用,对其进行质量检测是不锈钢管安全生产应用的前提。随着钢管连轧工艺的发展,在线检测速度要求不断提高。在漏磁检测中,钢管高速运动时产生的感生磁场将引起局部磁化场的变化,使得该部位缺陷产生的漏磁场发生改变,进而造成检测设备的判别异常,造成质量事故。


  根据楞次定律,当钢管穿过磁化线圈时,不锈钢管内部将产生涡流,同时磁化线圈中也会感应出电流。不锈钢管中感生涡流产生的磁场和磁化线圈中感生电流产生的磁场共同作用钢管之后,钢管局部的磁化状态将发生变化。在钢管慢速运动时,这一磁化状态变化并不明显,但随着速度的提升,会越来越严重,特别是在钢管进入和离开磁化线圈时。根据漏磁检测原理,由于磁化状态的改变,相同当量的缺陷在管头、管体和管尾处会产生出不同强度的漏磁场,经信号系统拾取与计算处理之后,将引起不同部位缺陷对应的检测信号幅值不一致,从而会影响不锈钢管质量的一致性评价。





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